農村低壓電網分相自動無功補償裝置的研究_secret

1、農村低壓電網分相自動無功補償裝置的研究摘 要：采用無觸點的固態(tài)繼電器和交流接觸器復用，分相自動控制投切電容器組，達到恰當?shù)臒o功補償。關鍵字：農村 配網自動 無功 補償1概論 要很好地實現(xiàn)恰當?shù)臒o功補償，只能采用自動控制的方式，通過自動補償控制器，采集電網的電壓、電流、功率及功率因數(shù)等參數(shù)，隨時跟蹤電網的運行狀態(tài)，綜合各種運行參數(shù)，發(fā)出適當?shù)牟僮髦噶?，使配電網運行在一個最佳的工作狀態(tài)。 2無功補償自動控制器的信號接入 低壓電網一般采用三相四線制，可以按圖1接線。圖1無功補償自動控制器的信號接入 如果電流互感器的輸出端按星形連接，則可以把控制器輸入端IA2、IB2、IC2短接后連到互感器中性端，其

2、他信號線依圖接入。負載電流一般都要通過電流互感器輸入到控制器作為采樣信號，所以在接線中要注意極性和同名端，不要搞錯(目前的控制器都是智能型的，一旦電流接線反了，也能判斷并加處理，但精度要略差一些)。 值得注意的是電壓采樣(即電容器并入點)和電流采樣的位置關系。由于在一般情況下，UA、UB、UC、UN接入補償裝置后，并聯(lián)一路作為電壓采樣，所以 電流互感器一定要安裝在電壓采樣點靠電網線路這一側，而不能裝在靠負載這一側。從原理上說，就是一定要把補償電容產生的電流一起采樣。否則，即使電容全部 投入，控制器所采樣的功率因數(shù)仍舊不變。 3信號處理 電壓、電流、信號輸入控制器后，經過簡單調理 后，即進行A/

3、D轉換和軟件校準?？梢缘玫饺嚯妷?、電流、有功功率。在這些基本數(shù)據得到后，通過數(shù)字及邏輯運算可以得到三相無功功率及功率因數(shù)。在得到 這些參數(shù)后，首先可以作一些判斷。電壓、電流是否在正常范圍內，有功功率的方向等。因為在低壓電網中，有功電流的方向應該是恒定的，方向從電網流向負載， 所以如果測定到有功功率為負值，則可判斷為電流互感器方向接反了，無功功率的計算就按反向來考慮。但是在控制器硬件上來說，所有的數(shù)值參數(shù)零點，并不是實 際的零點，有些微小差異，所以反向之后，精度略有影響。 4判斷方式 控制器判斷方式有以下幾種： (1)按照功率因數(shù)投切電容：當功率因數(shù)低于設定值時，經過軟件設定的延時后，投入一組

4、電容器，如不夠，延時后再投，反之，當檢測到功率因數(shù)高于設定 值或電流超前時，則切除補償電容，這種方式應設定一個電流下限，當小電流(負載很輕)時，應該閉鎖電容器投入，以免產生反復投切震蕩。(2)按照無功功率投切電容：因為電容器組是作為無功功率補償接入電網的，一般按無功容量來設計計算，所以這種補償方法是比較適當?shù)?，可以做到缺多少補多少。只是可能在輕負載時，功率因數(shù)不一定補償?shù)轿唬隙梢员苊怆娙萜鞯姆磸屯肚姓鹗帯?(3)按電壓值投切：當供電電壓低于設定值下限時就投入電容，當電壓低于設定值上限時，把電容器切除。按照無功和電壓的關系，補償裝置能夠使電壓穩(wěn)定在一個范圍內。但是，這種補償方式，可能造成無

5、功倒送，功率因數(shù)超前，而且在小電流時也應該閉鎖投入。在以上各種方式中，都應該考慮電壓偏高的因素。當電壓高于設定的第一限值時，應閉鎖投入或再逐級切除；當電壓高于設定的第二限值或出現(xiàn)缺相情況時，則應迅速切除所有的電容器。 5投切電容器組方式 (1)循環(huán)投切：當補償電容器組容量相同時，為延長電容器的壽命，一般按循環(huán)投切方式，使每組電容器投入補償運行的時間大致相同。 (2)順序投切：補償電容器每組容量不一樣時，例如有四組電容，電容量分別為1，2，4，8kvar，則每次投切操作時，按容量從小到大的順序操作。 只要最小一組容量的電容能夠投切，則總是對該組進行操作。以此類推，順序操作，這樣的結果是最小一組電

6、容器投切最頻繁，但是補償精度可以得到提高，如以上 例子，則可補償?shù)綗o功功率在1kvar左右。依據國家有關標準，電容器從電網中退出運行后，必須有大于5min的放電時間，才能再次投 入運行。所以，控制器再發(fā)出投入指令時還必須保證該電容器的放電時間。又由于電網中無功功率的波動也挺大，因此，在檢測到需要動作的信號后，最好再延遲一 段時間(2060s)后再發(fā)執(zhí)行指令。 6投切電容器的執(zhí)行機構 一般電容器的投切執(zhí)行機構為單相或三相接觸器，考慮到電網的無功功率不平衡，我們采用的是分相補償。利用不對稱的電容器投切，使得電網的無功功率得到大致的平衡。所以在這里討論的只是單相投切。我們采用無觸點的固態(tài)繼電器，因為

7、它可以做到在電壓過零時投入，在電流過零時切出，從而使電容器投切的過渡震蕩過程幾乎沒有。但是由于固態(tài)繼電器的容量裕度不大以及固態(tài)繼電器兩端的壓降較大，會產生較大的熱量，增加本身的功耗。最后我們采用了固態(tài)繼電器和交流接觸器復用，固態(tài)繼電器執(zhí)行電容器的投切過程，而常規(guī)的負載電流則只通過接觸器的機械觸點，增加了運行的可靠性，同時也增加了些成本。 7運行狀態(tài)及各種參數(shù)的記錄 記錄的數(shù)據有每天整點時的三相電壓值、電流值及有功、無功功率及功率因數(shù)、各組電容器的投切狀態(tài)。另外，還記錄了一部分的統(tǒng)計數(shù)據，包括電壓的合格率統(tǒng)計，電壓、電流、功率的最大值和最小值及發(fā)生時間，以及每天的有功電量和無功電量及各組電容器的投切時間。 記錄統(tǒng)計數(shù)據可以通過232通訊口和計算機或掌上電腦直接連接下載。也